废气涡轮增压系统结构、原理与检修

邱海峰

摘要：车用发动机废气涡轮增压系统由于其经济及高效率等优势得到了越来越广泛的使用。本文主要分析了车用发动机废气涡轮增压系统的基本控制原理，并对其检修状况展开了相应的分析，希望对车用发动机废气涡轮增压系统的运行与检修有一定的借鉴性意义。

关键词：车用发动机；废气涡轮；增压系统；控制原理；检修

车用发动机增压主要是经由压气机来增加加气的密度，该项技术一经推广就得到了较为广泛的应用，在应用过程中具有效率高、经济性的重要优势。在驱压的过程中，由于驱压的方式存在较大的差异，这就使得实际增压的效果也不一致。具体来说，根据驱压的方式的不同，可以将增压方式分为废气涡轮增压、机械增压和气波增压三种不同的类型。

一、废气涡轮增压系统的结构

废气涡轮增压系统能够在发动机排量不变的情况下，提高其动力性能，降低为其排放，最初主要用于柴油发动机。目前，汽油发动机也越来越多地安装了涡轮增压系统。涡轮增压系统常常被应用于具有较大承载力的发动机内，它会按照发动机的具体的承载力来设计流动的路线，经过涡轮增压器对于进入增压器的空气进行相应的压力调节，逐渐增强进入增压器内的空气密度以达到增压的重要目的，在增加空气密度的同时也能够有效增加循环供油量，最终实现提高增压系统燃烧效率、减少燃烧成本的目的。在国内，有很多品牌的汽车内部使用的结构就是废气涡轮增压系统，譬如奥迪、拍萨特等品牌的轿车。当前，在汽车的内部构造中，越来越强调节能环保的功效，为了有效达到这一目的，需要在汽车内部结构的燃烧效率及排放量上下功夫，而废气涡轮增压系统在这方面具有较好的应用效果。

电控废气涡轮增压控制系统具体由增压器、释压电磁阀、气动执行器以及旁通阀等构造所共同构成。经过该系统的旁通阀的开或者闭来实现对进入系统内部空气的压力调节。如果在系统开放的过程中有气体流走，这时候则会相应降低系统内部的压力。而系统旁通阀又是由ECU释压气动执行器来展开相应的控制的，除了采用气动执行器对旁通阀展开相应的控制外，有时还采用电磁阀进行控制。一般来说，ECU输出较低的电平就能够达到释压的重要目的。

ECU的主要工作原理为对进入系统的压力展开相应的控制，当然根据压力的实际情况进行调节，当压力较大时会将旁通阀开通释放空气，这样做的重要目的就是为了避免压力过大所造成的伤害。在某些品牌的汽车中，在内部结构中也增加了爆震反馈的重要控制功能，设置这种装置的重要目的也是为了有效实现当进入系统结构内的压力过大时给汽车所造成的伤害。将过大的压力减少到一定的程度，就可以将旁通阀慢慢关掉，从而使进入到系统的压力能够恢复到正常的水平。

二、废气涡轮增压系统的工作原理

具体来说，废气涡轮增压系统主要是应用发动机开展工作的，发动机在运行过程中会排出高温、废气来驱动其它装置如增压涡轮来实现其功效。废气涡轮增压系统具体包括涡轮增压器、废气旁通阀、以及中冷器，下面具体从这几个方面来具体说明废气涡轮增压系统的工作原理（如右图所示）。

（一）涡轮增压器

涡轮增压器需要依赖废气才能够开展相应的工作，主要通过加热的废气在较短时间内的膨胀来实现对进入其内的空气的压缩，从而达到提高发动机工作效率的重要目的。正是因为加热的废气能够在较短的时间内实现相应的膨胀，才能够有效推动涡轮旋转。涡轮增压器的主要构造包括压气机、涡轮及中间体三部分。就中间体来说，其内部构造中还有轴承以起到支撑的重要作用。

（二）废气旁通阀

废气旁通阀与涡轮增压器是紧挨着的，在应用过程中也具有较为紧密的联系，能够互相发挥作用。如前所述，进入涡轮增压器内的空气压力不能过大，否则会对于发动机装置有一定的损害。而废气旁通阀的重要作用就在于调节空气中的压力，使进入的空气压力刚好合适满足发动机运行的要求。将废气旁通阀打开，就可以实现降低空气压力的重要目的，关闭废气旁通阀则会使压力恢复至正常水平。

（三）中冷器

中冷器是废气涡轮增压系统中的重要装置，在汽车内部构造中非常常见的一类装置，其重要作用在于实现热交换。如果进入汽车系统内的压力过大、温度过高，中冷器能够对进入的空气温度达到较好的调节作用，降低过高的空气温度，从而有效防止爆炸现象的出现。中冷器的具体安装位置在于涡轮增压器和燃烧室的中间。当空气进入到涡轮增压器后，温度会相应增高，这时就需要应用中冷器展开相应的调节，当空气温度合适时再将其排入到燃烧室中去，进入到燃烧室的空气是经过冷却之后的空气，这时候的空气气体会收缩，空气的密度也会相应增大，这时就会达到将更多的空气进入到燃烧室的重要目的，从而有效提高燃烧效率。另外，经过中冷器处理过的空气的温度也会得到相应的降低，这对于发动机的损害是较小的，也能够防止爆破现象的出现。

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[BT6]废气涡轮增压系统的工作原理图

三、废气涡轮增压系统檢修

在废气涡轮增压系统运行过程中，由于使用时间等条件的限制，使得废气涡轮增压系统在使用过程中不可避免地会出现障碍，障碍的出现将会给涡轮增压系统的使用带来较大的影响，譬如会产生诸如发动机使用功率不能够满足应用的要求、排气不通畅导致冒浓烟、燃料损耗较大致使燃烧效率低下、在运行过程中涡轮增压系统会产生较大的噪声影响正常使用等等问题。而引起涡轮增压系统出现问题的主要因素有以下几个方面：首先，涡轮增压系统燃料补充不够不能够满足正常使用；其次，燃料不纯正，可能混有其它的物质等等。为了有效避免各种故障的出现，需要对废气涡轮增压系统展开相应的检查与维修，具体应从以下几个方面做起：

（1）首先，需要注意仔细检查发动机的各项装置运行是否正常，如检查发动机的运行条件、压缩、泄漏以及燃料供给系统的运行等等。假如在检查过程中发现发动机的燃料供给充足且燃料的质量能够满足使用要求，则需要再对发动机各项装置的运行展开相应的检查，如发动机的点火系的击穿电压是否能够点燃用于增压的混合气，点火的时间点是否准确等等。

（2）其次，直接用肉眼观测软管、垫片以及管道之间的连接是否按照正常标准展开，在运行过程中又没有任何摩擦的现象以及装置本身是否有任何磨损的迹象。如果有类似这样的问题，可能会导致发动机的运行出现相应的问题，使之不能够正常运转，也会造成涡轮增压系统的压力不能够得到有效调节，出现压力过大或者过小的现象。

（3）再次，检查关于空气滤清器的过滤情况，看其是否有漏气现象的出现。具体的检测方法为在进气系统内部加入适量的丙烷，检测发动机的转速是否正常以及真空度，除此之外，也要检测相应的HC水平。当加入丙烷后，发动机的转速以及真空度都会相应的得到增加，而HC水平则会出现下降。

（4）最后，对涡轮增压器展开相应的检测，具体包括三个方面的内容：其一，主要检测具有用于增加压力以及提供动力的涡轮是否能够正常运转，除此之外，也需要仔细观察它们是否有损坏的状况，如果有这类现象应注意及时报修；其二，除了检查涡轮的外部是否有磨损现象，在涡轮内部由于轴承摆动过大，或者燃料中含有杂质等也会对涡轮内部造成一定的损伤。在检查过程中，可以用手对涡轮旋转，看涡轮带给手的阻力是否是均匀的，如果不是均匀的可能存在一定的问题需要展开相应的检修，在转动过程中还应保证不能够跟其它物体接触，不能有较长时间的停滞或者转动困难等问题；再次，在涡轮增压系统中，对于轴承之间的间隙大小有着较高的要求，针对这一点，为了保证涡轮增压系统运行正常，应注意根据规定的轴承间隙要求对轴承的间隙展开较为详细的检测，如果涡轮增压系统的轴承间隙不能够满足轴承间隙的基本要求，则需要更换涡轮涡轮增压器。

四、结语

综上所述，车用发动机的增压在汽车的运行及发动过程中具有非常重要的意义，在具体增压的过程中由于增压方式的不同也会产生不同的增压效果，但是总体来说，其增压原理大致相似，废气涡轮增压系统在运行过程中通过涡轮增压器、废气旁通阀以及中冷器等来实现增压。为了保证废气涡轮增压系统能够正常使用，减少故障的出现，还需要对废气涡轮增压系统展开相应的检查与维修。

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